Curso de aislamiento y acristalamientos de alta eficiencia para la rehabilitación energética de edificios

Transcripción

1 Curso de aislamiento y acristalamientos de alta eficiencia para la rehabilitación energética de edificios Madrid, septiembre 2014 Fundación de la Energía de la Comunidad de Madrid

2 Contenido - Conceptos de Aislamiento Térmico - Transferencia de Calor - Propiedades térmicas - Tipología y propiedades de los materiales aislantes - Tipos de cerramientos - Soluciones Constructivas - Sostenibilidad

3 Objetivo Necesidades Energéticas Temperatura Interior Temperatura Exterior

4 Aislamiento Térmico Transferencia de Calor Propiedades Térmicas Madrid, septiembre 2014 Fundación de la Energía de la Comunidad de Madrid

5 E A Edificios Propagación del Calor E R E T INVIERNO VERANO Limitar perdidas Promover ganancias Limitar ganancias Promover perdidas

6 Para poder calcular las pérdidas y ganancias térmicas producidas en los edificios es necesario conocer los mecanismos de transferencia de calor en cada medio: Cerramientos opacos Cerramientos semitransparentes, acristalamientos Infiltraciones/Ventilación Para cada época del año deben analizarse los requerimientos técnicos, para minimizar las pérdidas o ganancias térmicas: Para régimen de calefacción, invierno, se deben limitar las perdidas a través de los cerramientos, buen aislamiento, limitar las infiltraciones indeseadas. Para régimen de refrigeración, verano, se deben evitar las ganancias a través de los acristalamientos, factor g, y de los cerramientos, buen aislamiento, y promover las perdidas por ventilación controlada.

7 Transferencia de Calor Mecanismos de Transmisión de Calor Cuando dos cuerpos se encuentran a temperaturas diferentes, se produce un flujo de calor desde el cuerpo más caliente al más frío, hasta que se alcanza el equilibrio térmico. Conveccion La energía se transmite por el aire en movimiento, debido a la diferencia de densidad. Conduccion La energía se transmite por contacto, desde el lado caliente al lado frio. Radiacion La energía se transmite por radiación. No necesita ni material ni aire. Ejemplo: la tierra es calentada por el sol a través del espacio (vacio)

8 Propiedades térmicas Conductividad Térmica, λ Materiales U Resistencia Térmica, R Materiales/Espesor Coeficiente de Transmisión Térmica, U Elementos Constructivos Puentes Térmicos, ψ Elementos Constructivos Uniones

9 Propiedades Materiales aislantes Conductividad térmica (λ) Cantidad de calor que atraviesa un material de espesor y superficie la unidad, durante 1 hora cuando la diferencia de temperatura es de 1 ºC S = 1 m 2 T = 1ºC e = 1 m t = 1 h Unidades: W/(m.K) = 0,86 Kcal/(h.m.ºC) Depende del tipo de material Es independiente del espesor YESO LADRILLOS ACERO ALUMINIO GASES AISLANTES HORMIGON 0,01 0, W/(m k)

10 Propiedades Materiales aislantes Resistencia térmica (R) Representa la dificultad que presenta un producto al paso del calor L l R L = l Unidades: (m 2 K)/W = 1,16 m 2.h.ºC/Kcal Depende del tipo de material Depende del espesor

11 Propiedades Elementos Contructivos Transmitancia Térmica (U) Representa la cantidad de calor que atraviesa un cerramiento. Toma en cuenta los diferentes componentes del cerramiento y la componente superficial (convectiva y radiativa) de transferencia de calor de las caras. Unidades: W/(m 2.K) = 0,86 Kcal/(h.m 2.ºC)

12 Resistencias Térmicas Superficiales Propiedades Elementos Constructivos EN ISO 6946 CTE DB-HE1

13 Propiedades Elementos Constructivos Temperatura en cada capa Capa 1: Guarnecido interior Capa 2: Ladrillo Cerámico 15.9 C 15.1 C R si d1 l 1 Capa 3: Revoco exterior R T = R si d1 l1 d2 l 2 d 3 l3 R se d 2 l 2 U = 1 R T -8.2 C -8.9 C Espesor [m] d3 l 3 R se U = R d d 1 d si R se l1 l2 l3

14 Propiedades Puentes Térmicos Se consideran puentes térmicos las zonas de la envolvente del edificio en las que se evidencia una variación de la uniformidad de la construcción, ya sea por un cambio del espesor del cerramiento, de los materiales empleados, por penetración de elementos constructivos con diferente conductividad, etc., lo que conlleva necesariamente una minoración de la resistencia térmica respecto al resto de los cerramientos. Los puentes térmicos son partes sensibles de los edificios donde aumenta la posibilidad de producción de condensaciones superficiales, en la situación de invierno o épocas frías. Puentes térmicos integrados en los cerramientos: i) pilares integrados en los cerramientos de las fachadas; ii) contorno de huecos y lucernarios; iii) cajas de persianas; Puentes térmicos formados por encuentro de cerramientos: i) frentes de forjado en las fachadas; ii) uniones de cubiertas con fachadas; Encuentros de voladizos con fachadas; Encuentros de tabiquería interior con fachadas.

15 Propiedades Puentes Térmicos Lineal, Ψ (W/(m.K) Puntual, χ (W/K)

16 Propiedades Puentes Térmicos

17 El comportamiento térmico de un material, se caracteriza por su conductividad térmica, λ. El comportamiento térmico de un producto, se caracteriza por su resistencia térmica, R, definida como el cociente entre el espesor del producto y su conductividad térmica. Este valor nos indica cuanto aísla térmicamente un producto, y es la vía para poder comparar el aislamiento térmico aportado por diferentes productos. El comportamiento térmico de un cerramiento, se caracteriza por su coeficiente de transmisión térmica o transmitancia térmica, U. El comportamiento térmico del edificio se caracteriza por el balance energético, perdidas y ganancias, a través de toda la envolvente del edificio, incluyendo los puentes térmicos existentes.

18 Tipología y propiedades de los materiales aislantes Madrid, septiembre 2014 Fundación de la Energía de la Comunidad de Madrid

19 Los materiales aislantes utilizados en la envolvente térmica de los edificios deben cumplir con todos los requerimientos técnicos: Aislamiento térmico Aislamiento acústico Reacción al fuego Permeabilidad al vapor del agua Resistencia mecánica.. El conocimiento de los diferentes materiales aislantes térmicos disponibles en el mercado ayudaran a los técnicos a proponer los materiales más idóneos en cada caso: Lanas Minerales Poliestireno expandido (EPS) Poliestireno estruído (XPS) Poliuretano (PUR/PIR).. Las normas de cada producto, son el único instrumento que permite evaluar las propiedades a solicitar a cada tipo de producto.

20 Materiales aislantes Tipos de materiales Aerogeles Espumas fenólicas PUR/PIR, in situ o paneles EPS (Blanco, gris) XPS MW (GW, SW) Celulosa Polyester Biologicos (Lana de oveja, corcho, paja, plumas de pato,.) Vidrio Celular Arcilla Expandida: Perlita, Vermiculita,.. Morteros aislantes.

21 Materiales aislantes Definición Aislante térmico: Elemento que tiene una conductividad térmica menor que 0,060 W/(m K) y una resistencia térmica mayor que 0,25 m 2 K/W. Aislante no hidrófilo: Aislante que tiene una succión o absorción de agua a corto plazo por inmersión parcial menor que 1kg/m 2 según ensayo UNE-EN 1609:1997 o una absorción de agua a largo plazo por inmersión total menor que el 5% según ensayo UNE-EN 12087:1997 E DB-HS1: Apéndice A Terminología A E E T R

22 Materiales aislantes Tipos de materiales Material aislante Norma de producto Lana Mineral (MW) Poliestireno expandido (EPS) Poliestireno extruido (XPS) Poliuretano (PUR) Unidad de Vidrio Aislante UNE-EN UNE-EN UNE-EN UNE-EN UNE-EN 1279

23 Materiales aislantes Lanas Minerales (MW) Material o producto aislante de consistencia lanosa, obtenido por fusión de roca, escoria o vidrio. (UNE-EN 13162) Lanas de Roca Vidrio

24 Materiales aislantes Lanas Minerales (MW) Material o producto aislante de consistencia lanosa, obtenido por fusión de roca, escoria o vidrio. (UNE-EN 13162)

25 LANAS MINERALES (MW) Propiedades Aislante térmico Aislante/Absorbente acústico Protección contra el fuego Longitud (cm) Diámetro (μm) Densidad (kg/m 3 ) Tª Max. (ºC) Lana Vidrio Lana Roca

26 UNE-EN Materiales aislantes Lanas Minerales

27 Conductividad térmica (W/m.k) LANAS MINERALES (MW) Propiedades Conductividad Térmica Lana de Vidrio vs Lana de Roca Lana de Roca Lana de Vidrio Densidad (kg/m 3 )

28 Materiales aislantes Poliestireno espandido (EPS) Material plástico celular y rígido fabricado a partir del moldeo de perlas de poliestireno expandible o uno de sus co-polímeros que presenta una estructura celular cerrada y rellena de aire (UNE-EN 13163)

29 UNE-EN Materiales aislantes Poliestireno espandido (EPS)

30 Materiales aislantes Poliestireno extruido (XPS) Material rígido aislante plástico que ha sido extruido y expandido a partir de perlas de poliestireno o uno de sus copolímeros presentando una estructura de célula cerrada. (UNE-EN 13164).

31 UNE-EN Materiales aislantes Poliestireno extruido (XPS)

32 Materiales aislantes Poliuretano (PUR) Material aislante a base de plástico celular rígido o semirígido con una estructura de celda sustancialmente cerrada basada en poliuretano. (UNE-EN 13165)

33 UNE-EN Materiales aislantes Poliuretano (PUR)

34 Materiales aislantes Unidad de Vidrio Aislante UNE-EN Composición 2 Horno de Fusión (1550 ºC) 3 Baño de estaño (1000ºC) 4 Horno de cocción (620ºC 250ºC) 5 Corte

35 Acristalamientos Propiedades Tipo de Vidrio Transmitancia U (W/m 2.K) Factor Solar g Vidrio Simple Claro Vidrio Doble Claro Vidrio Doble Bajo Emisivo Vidrio Doble Bajo Emisivo Reforzado 5,7 0,88 3,1 0,76 2,5 0,71 1,9 0,61

36 Tipos de Cerramientos Madrid, septiembre 2014 Fundación de la Energía de la Comunidad de Madrid

37 El documento CTE DB-HE1, Limitación de la demanda energética, indica los requerimientos térmicos exigibles a los edificios según su zona climática. En concreto se definen exigencias para cada uno de los cerramientos que componen la envolvente térmica del edificio: Cubiertas Suelos Fachadas y Muros Medianerias Cerramientos en contacto con el terreno

38 CTE HE-1 Envolvente Térmica La envolvente térmica del edificio está compuesta por todos los cerramientos que limitan espacios habitables con el ambiente exterior (aire o terreno u otro edificio) y por todas las particiones interiores que limitan los espacios habitables con los espacios no habitables que a su vez estén en contacto con el ambiente exterior.

39 CTE HE-1 Tipos de cerramientos Los cerramientos y particiones interiores de los espacios habitables se clasifican según su situación en las siguientes categorías: Cubiertas Suelos Fachadas Medianerías Cerramientos en contacto con el terreno Particiones interiores

40 CTE HE-1 Tipos de cerramientos Cubiertas: comprenden aquellos cerramientos superiores en contacto con el aire cuya inclinación sea inferior a 60º respecto a la horizontal;

41 CTE HE-1 Tipos de cerramientos Suelos: comprenden aquellos cerramientos inferiores horizontales o ligeramente inclinados que estén en contacto con el aire, con el terreno, o con un espacio no habitable;

42 CTE HE-1 Tipos de cerramientos Fachadas: comprenden los cerramientos exteriores en contacto con el aire cuya inclinación sea superior a 60º respecto a la horizontal. Se agrupan en 6 orientaciones según los sectores angulares contenidos en la figura. La orientación de una fachada se caracteriza mediante el ángulo α que es el formado por el norte geográfico y la normal exterior de la fachada, medido en sentido horario;

43 CTE HE-1 Tipos de cerramientos Medianerías: comprenden aquellos cerramientos que lindan con otros edificios ya construidos o que se construyan a la vez y que conformen una división común. Si el edificio se construye con posterioridad el cerramiento se considerará, a efectos térmicos, una fachada;

44 CTE HE-1 Tipos de cerramientos Cerramientos en contacto con el terreno: comprenden aquellos cerramientos distintos a los anteriores que están en contacto con el terreno;

45 CTE HE-1 Tipos de cerramientos Particiones interiores: comprenden aquellos elementos constructivos horizontales o verticales que separan el interior del edificio en diferentes recintos.

46 CTE HE-1 Tipos de cerramientos Los cerramientos de los espacios habitables se clasifican según su diferente comportamiento térmico y cálculo de sus parámetros característicos en las siguientes categorías: a) cerramientos en contacto con el aire: i) parte opaca, constituida por muros de fachada, cubiertas, suelos en contacto con el aire y los puentes térmicos integrados; ii) parte semitransparente, constituida por huecos (ventanas y puertas) de fachada y lucernarios de cubiertas. b) cerramientos en contacto con el terreno, clasificados según los tipos siguientes: i) suelos en contacto con el terreno; ii) muros en contacto con el terreno; iii) cubiertas enterradas. c) particiones interiores en contacto con espacios no habitables, clasificados según los tipos siguientes: i) particiones interiores en contacto con cualquier espacio no habitable excepto cámaras sanitarias); ii) suelos en contacto con cámaras sanitarias

47 Soluciones Constructivas Madrid, septiembre 2014 Fundación de la Energía de la Comunidad de Madrid

48 La termografía infrarroja ayudara a los técnicos a diagnosticar por dónde se producen las perdidas de energía a través de los cerramientos del edificio. El conocimiento de las diferentes soluciones constructivas disponibles en ayudaran a los técnicos a proponer las más adecuadas según los requerimientos exigibles a las mismas: Aislamiento térmico (DB-HE1) Aislamiento acústico (DB-HR) Requerimiento de barreras de vapor (DB-HE1 y DB-HS) Reacción al fuego (DB-SI) Resistencia mecánica Instalación. Los fabricantes de materiales aislantes disponen de numerosa información acerca de sus soluciones constructivas, pero cabe destacar la disponibilidad del Catálogo de Elementos Constructivos, CEC, realizado por el Instituto Eduardo Torroja para el Ministerio de la Vivienda, dónde se pueden encontrar el comportamiento higrotérmico de numerosos materiales y soluciones constructiva.

49 Catálogo de Soluciones Constructivas Materiales y productos Elementos constructivos Cubiertas Fachadas Huecos Particiones interiores verticales y medianerías Particiones interiores horizontales Puentes Térmicos /aplicaciones/contenido/texto_0012.html

50 Catálogo de Soluciones Constructivas

51 Catálogo de Soluciones Constructivas

52 Catálogo de Soluciones Constructivas

53 Soluciones ISOVER /aplicaciones/contenido/texto_0012.html Descargas/Documentacion#edifres

54 Los materiales aislantes utilizados en la envolvente térmica de los edificios deben cumplir con todos los requerimientos técnicos: Aislamiento térmico Aislamiento acústico Reacción al fuego Permeabilidad al vapor del agua Resistencia mecánica.. El conocimiento de los diferentes materiales aislantes térmicos disponibles en el mercado ayudaran a los técnicos a proponer los materiales más idóneos en cada caso: Lanas Minerales Poliestireno expandido (EPS) Poliestireno estruído (XPS) Poliuretano (PUR/PIR).. Las normas de cada producto, son el único instrumento que permite evaluar las propiedades a solicitar a cada tipo de producto.

55 Sostenibilidad Madrid, septiembre 2014 Fundación de la Energía de la Comunidad de Madrid

56 OBJETIVO en la EDIFICACION: Sostenibilidad Ser capaces de determinar el impacto ambiental de un Edificio concreto, utilizando indicadores internacionalmente aceptados El 85% de la emisiones se producen durante el uso

57 Tipos de Ecoetiquetados

58 Ejemplos de Ecoetiquetado

59 Análisis del Ciclo de Vida (LCA)

60 Qué es una EPD <> DAP?

61 Qué función cumple una EPD <> DAP?

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65 Incorporación de la DAP al proyecto arquitectónico

66 Como se elabora una DAP-1 Modelización de procesos

67 Como se elabora una DAP-2 FLUJOS ELEMENTALES (ejemplo: PE embalaje)

68 FLUJOS ELEMENTALES (como sumar heterogéneos)

69 FLUJOS ELEMENTALES (como sumar heterogéneos)

70 Como se elabora una DAP-3 LA UNIDAD FUNCIONAL Si se utiliza Kg puede no tener ninguna relevancia

71 Inventario del Ciclo de Vida

72 Como se elabora una DAP-5 INDICADORES de IMPACTO

73 Ejemplo Reglas de cálculo INDICADORES de IMPACTOS AMBIENTALES

74 Volvamos al ejemplo: LA DIETA

75 OBJETO DE LAS DAP <> EPD

76 DAP: El USO en el EDIFICIO

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81 COMPARACION DAP s Lo que no se debe hacer, pero,

82 Certificación LEED, BREEAM, VERDE, Son métodos de EVALUACION AMBIENTAL DE EDIFICIOS Puntos por uso de tipos de producto Puntuación dada por los CERTIFICADORES LEEDS, BREEAM A nivel HABITAT damos una indicación de PUNTOS POTENCIALES

83 Muchas gracias! Madrid, septiembre 2014 Fundación de la Energía de la Comunidad de Madrid